Question

（14分）某研究小組模擬工業(yè)上以黃鐵礦為原料制備硫酸的第一步反應(yīng)：

4FeS₂+11O₂2Fe₂O₃+8SO₂，進(jìn)行以下實(shí)驗(yàn)，并測(cè)定該樣品中FeS₂樣品的純度（假設(shè)其它雜質(zhì)不參與反應(yīng)）。

實(shí)驗(yàn)步驟：稱取研細(xì)的樣品4.000g放入上圖b裝置中，然后在空氣中進(jìn)行煅燒。為測(cè)定未反應(yīng)高錳酸鉀的量（假設(shè)其溶液體積保持不變），實(shí)驗(yàn)完成后取出d中溶液10mL置于錐形瓶里，用0.1000mol/L草酸(H₂C₂O₄)標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行滴定。

（已知：5SO₂ + 2KMnO₄ + 2H₂O == K₂SO₄ + 2MnSO₄ + 2H₂SO₄ ）

請(qǐng)回答下列問題：

（1）稱量樣品質(zhì)量能否用托盤天平       （填“能”或“不能”）；

（2）裝置a的作用是      　　　　　　　　　　        ；

（3）上述反應(yīng)結(jié)束后，仍需通一段時(shí)間的空氣，其目的是         ；

（4）滴定時(shí)，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為                         ，已知滴定管初讀數(shù)為0.10mL，末讀數(shù)如上圖所示,消耗草酸溶液的體積為 　   mL；

（5）該樣品中FeS₂的純度為                    ；

（6）若用下圖裝置替代上述實(shí)驗(yàn)裝置d，同樣可以達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖?u>      。（填編號(hào)）

 

Answer 1

【答案】

（14分）（1）不能（1分）

（2）干燥空氣（或干燥或除去水蒸氣均可），觀察氣體流速（2分，各1分。）

（3）促進(jìn)裝置中的二氧化硫氣體全部吸收    （2分，意思對(duì)即可給分） 

（4）2MnO₄^—+5H₂C₂O₄+6H⁺＝2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O （2分，沒配平扣1分，氣體符號(hào)不寫不扣分，寫化學(xué)方程式不給分）       15.00  （2分）    

（5） 90％  （3分，寫成0.9或90.00%也可以，有效數(shù)字不考慮） 

（6）  ②    （2分，多選不給分）

【解析】（1）由于托盤天平只能準(zhǔn)確到0.1g，而實(shí)驗(yàn)中需要稱量樣品4.000g，實(shí)驗(yàn)托盤天平達(dá)不到。

（2）由于空氣中含有水蒸氣，實(shí)驗(yàn)需要干燥空氣。另一方面也可以通過觀察氣體流速來控制反應(yīng)。

（3）由于裝置中會(huì)殘留SO₂，所以通過空氣可以促進(jìn)裝置中的二氧化硫氣體全部吸收。

（4）酸性高錳酸鉀溶液能把草酸氧化生成CO₂氣體，方程式為2MnO₄^—+5H₂C₂O₄+6H⁺＝2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O。根據(jù)滴定管中的液面可知，終點(diǎn)時(shí)讀數(shù)是15.10ml，所以消耗草酸溶液是15.10mol－0.10ml＝15.00ml。

（5）剩余高錳酸鉀的物質(zhì)的量是0.1000mol/L×0.01500L×0.4×10＝0.006mol，所以和SO₂反應(yīng)的高錳酸鉀是0.03mol－0.006mol＝0.024mol，則SO₂是0.024mol ×2.5＝0.06mol，所以FeS₂的物質(zhì)的量是0.03mol，質(zhì)量是0.03mol×120g/mol＝3.6g，起純度3.6÷4×100％＝90％。

（6）①③均不能吸收SO₂，硝酸鋇和SO₂反應(yīng)生成硫酸鋇沉淀，據(jù)此可以計(jì)算出SO₂的物質(zhì)的量，答案選②。